JPS63239007A - 付刃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 主ｌ上夏肌且分■ 本発明はドリルに関し、特に石材用ドリル組立体に組合
せて溝付シャンクに取付は付刃の回転によって生ずる切
屑を排出する付刃に関する。

従】録υ支面 尖頭付刃を石材ドリルに組合せて使用するのは既知であ
り２通常は付刃をらせん溝付シャンクの端部に挿入し、
付刃の回転によって生ずる切屑を排出する。

切削は付刃の所定方向の回転によって行い、既知の例で
は切刃は付刃のチズル縁の両側に９回転方向によって定
まる付刃前面と侵徹方向によって定まる付刃刃先面との
交点によって形成し、ドリルの侵徹軸線に平行のフラン
ク縁が付刃の前面と侵徹軸線に平行な最側面との交点に
よって点の両側に形成し、切刃とフランク縁の交点に形
成するチズル縁両側の点は破損と摩損との最も早い進行
の開始位置となり、切削間に切刃とフランク縁の摩耗を
生ずる。

上述の構成の既知の付刃は既知であり１例えばバーモン
ト・アメリカン社等が製造する。ドリルの切刃のチャン
ファ−を組合せて破損に対する抵抗を増加する例は侵徹
抵抗が増加する。既知の技法で、このチャンファ−は負
のレーキとして形成使用した例はない。

既知の石材ドリル付刃の例を米国特許４０２６３２７号
に示し９回転衝撃ドリル付刃を示す。米国特許４２４３
１１３号に示すドリル付刃は本発明の構成に類号、　３
５５５９３７号、英国特許１０６２１５８号は直進型石
材ドリルである。

、（、′シよ゛と　る・ 本発明の目的は石及び石材用のドリル刃先の特性を改良
した新しい安価な付刃を提供し、特に石材、岩石等の硬
い脆い材料に孔明けするために使用するドリル刃先の摩
耗寿命を増加し、刃先を進入させるに必要な力を減少さ
せるにある。

本発明によって９石材ドリル刃先の場合、特に平面形の
付刃に尖頭とフランク縁を有し、ドリルの前進によって
切削すべき材料内に切刃が進入する場合に、付刃の損傷
は切刃とフランク縁との交点で開始することを知った。

通常は１次に摩耗は切刃縁とフランク縁に沿って進行し
、交点の後退と両縁部の曲面化を生ずる。摩耗パターン
の進行は侵徹に必要とする力を増加させ、所要力が動力
よりも大きくなるに到る。

−°　るための 本発明によって、付刃の切刃とフランク縁との交点を上
記交点から後退させ、この結果、切刃の全長にほぼ均等
な摩耗が生じ、刃こぼれ及び大きな破損に対する構造的
抵抗が増大した。

本発明による構成の付刃はフランク縁の強度を増加し、
付刃の使用寿命は著しく増加した。

更に１本発明によって、付刃のフランク縁にチャンファ
−を形成させ９石材及び石のドリルに効率は著しく増大
した。

本発明による付刃は第１の方向に回転するドリル刃先に
取付け８例えば石材及び岩石等の材料に孔明けを行い、
付刃は平面とし、第１第２の切刃によって画成されるチ
ズル縁と、第１第２の切刃の夫々交叉する第３第４のフ
ランク縁とを有する場合に、少なくとも一方のフランク
部の切刃縁の回転の方向によって定まる前縁をチャンフ
ァ−する。

本発明を好適な実施例について説明したが１本発明は各
種の変形が可能であり実施例並びに図面は例示であって
発明を限定するものではない。

１罷± 本発明を例示とした実施例並びに図面について説明する
。

第１図は本発明の付刃をほぼ周知のドリルシャンクに取
付けた斜視図である。第１図の本発明による付刃１は溝
付シャンク部材２６に取付け９例えばタングステンカー
バイド製とする。

溝２７はシャンク２６をらせん状に廻り、シャンク２６
が回転し送り力Ｆによる推力によって穿孔材料内に推進
する時に付刃の刃先の生成する切粉を排出する。

第２−６Ｂ図は既知のドリル付刃を示す。第２図は既知
の付刃の平面図であり、第３図は正面図であり、大面の
実体である。面５＾、７八は付刃の回転中心線の両側に
対称配置とし１面５Ａ、７Ａが１８０　”より小さい角
度で交叉する時にチズル縁３を形成する。同様にして１
面５Ａ、４の交叉部は切刃５を形成し９面７Ａ、６の交
叉部は切刃７を形成する。第２，３図に示す構成では５
面５Ａ、７＾は角度Ｂで面４，６間に延長し、角度Ｂは
第４．５図に示し１例えば１５〜３０°とし９面５Ａ、
７＾と面４，６との間に形成する切刃５，７の背後に間
隙を形成する。

第２．３図に示す既知の構成ではフランク面１０Ａ。

１１＾は第２図に示す通り平面であり、フランク縁１０
．１１が面１０Ａ、ＩＩＡと而６，４との交叉点に形成
される。面１０Ａ、ＩＩＡは面６．４に対して角度Ｃで
ありフランク縁１０．１１の背後に間隙を形成する。

明らかに、切刃５．７の延長部はフランク縁１０゜１１
と交叉して点１３．１４を形成する。新たなドリル付刃
又は摩耗のないドリル付刃の場合は切削作用は切刃５．
７で行い、孔の直径は点１３．１４の間隔で定まり、フ
ランク縁１０．１１は単に点１３．１４を追随する。付
刃は硬質材料であり９例えば小さな硬い粒子を現在使用
される焼結炭化物で接着した集成体とする。

点１３．１４の微細構造を検査すれば、各点での最外方
の硬い粒子は刃先の本体に隣接粒子よりは少ない面で接
着され１粒子が刃先の本体に接着される割合は面７＾、
６．１０＾及び面５Ａ、４．１１への囲む角度に直接比
例する０例えば、第７図に示す通り、一方の隅の点１４
の粒子１５は本体に３面で接着され１粒子１６は４面で
接着される。明らかに１点１４での粒子１５は外れ易い
。

粒子１５．１６は１個の硬い粒子を代表し、又は粒子の
集塊を代表する。摩耗間に１個の粒子及び粒子の集塊が
共に脱落する。１個の粒子９粒子の集塊が脱落する理由
は多数の条件に応答し、一定の力、衝撃力、力の方向、
切削材料の不均質、付刃材料の不均質、硬い粒子の寸法
と硬度に対する加工材の切削の寸法と硬度、付刃の接着
材料の厚さと硬度等の条件を含む。摩耗機構の正確な組
合せに無関係に、摩耗は点１３．１４で発生し９発展し
。

終に切刃５．７が鈍り、フランク縁１０．１１がテーパ
となり、付刃は楔状となる。この変化は加工材の侵徹に
必要とする推力を増加し、付刃のこれ以上の使用は実際
的でなくなる。

本発明の構成とすれば、切刃５．７の物理的強度は全体
の摩耗機構の予期された割合よりも大きくなり、切刃５
，７の外方端部の強度を増し、ドリルの寿命を著しく長
くすることを知った。

第６Ａ、６Ｂ図は他の既知の構成を示す、第６Ａ図の構
成は、フランク面が２個の円筒面１７．１８で形成し、
直径Ｄ２はドリルを矢印Ｆの方向に回転させた時に穿孔
される孔の直径に等しく、付刃のフランク縁はドリル回
転によって生ずる回転面に一致する。チャンファ−面１
９．２０はある角度とし１面の後縁は回転面外にある。

第６Ｂ図に示す構成は円筒フランク面１９．２０の直径
０１を付刃の直径とし、全体のフランク面が付刃の回転
面に一致する。

第１図に示す本発明による付刃を有する組立体の付刃の
拡大図を第８Ａ、８Ｂ図に示し、既知の構成の第２図の
フランク縁１０Ａ、ＩＩＡ、第６Ａ図の面１７．１８゜
第６Ｂ図の面２１　、２２に代えて本発明のフランク面
４３．４４とする。

本発明によって、第３図のフランク面１０Ａ、ＩＩＡを
改良してチャンファ−４３，４４を形成し、新たにフラ
ンク縁４６．４７．切刃５２．５３．切削点５７．５Ｂ
、５９．６０を形成させ１点５９．６０に対応する点は
既知の構成にはない。

更に、頂点５７．５８．５９．６０での実体角度は既知
の構成の頂点１３．１４での角度よりも大きく、付刃本
体に接着される割合は第２．３図に示す既知の付刃の点
１３．１４における割合よりも大きい、この幾何学上の
変更は微小な剥離に基づく最大摩耗部分の物理的強度を
増大する。

本発明の他の強度増大効果は、第２．３図の切刃５．７
に比較して９本発明の切刃６３．６４の迎角を変更する
。

本発明の他の実施例を第９Ａ、９８図に示す、第９Ａ図
の付刃は横面Ｔ０，７１．フランク縁７２．７３を有し
。

直径Ｄ３は付刃の直径に相当する。角度Ｐ、Ｇのチャン
ファ−７４，７５によって本発明の利点を得る。切削点
７６〜８１は第８Ａ、８Ｂ図の点と同様である。

第９Ｂ図は別の実施例を示し、横縁９２，９３．付刃の
直径に等しい直径Ｄ４の円筒フランク縁８２．８３を有
し、縁の一部８４．８５を円弧のパターンでチャンファ
−し、チャンファ−の長さは全フランク縁の長さより小
さクシ、点８６〜９１を形成する。

本発明によるチャンファ−面は切刃面と点を画成し、こ
の点は回転中心に対して対称とし、又は非対称とする。

フランクの全長とし、又はフランクの一部のみとする。

又はドリルの回転軸線に対して傾斜させて三角形のチセ
ンファー面とする。

チャンファ−は付刃の設計に組合せて、フランクがドリ
ルの回転の円筒面に対して間隙を形成し。

又はフランクがドリルの回転面に対して間隙と一致の組
合せとする。

本発明による付刃と、フランク面のチャンファ−前縁の
ない各種の既知の形式の付刃との比較試験を行った。焼
結炭化物の付刃を本発明の構成とし、既知の付刃はほぼ
同様な構成とし本発明による別の切削点がない、試験の
結果、角度７．５°以上で改良効果を有し、チャンファ
−の深さは付刃の深さの１１５−３／４．好適な例で約
１７３とする。

試験は３　ｆ！ｉの材料を使用し、砕石入りの圧力注入
コンクリート、礫入りコンクリート、花崗岩とし、各種
の送り力を使用した。本発明による付刃は既知の比較試
料よりは侵徹速度の減少率及び摩耗率が著しく少なく、
ドリルの寿命は著しく改良され、第１０図に示す、第１
０図は穿孔孔の総針深さに対する侵徹速度の比較である
。本発明の優秀なことが明示される。

本発明の付刃が優れている理由は完全に明瞭ではないが
、少なくとも改良の一部は切削力が形状上で複数の点に
分散され、このため既知の構成より強固である点にある
。他の理由は、切刃が切削力を付刃本体に向け、既知の
付刃は切削経路の弧に接線方向に向ける。更に、切削力
の方向を変更したため、切刃の強度は著しく増加する。

尚、切刃の全長を増加し、切刃の単位長さに対する切削
力は減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図はドリルシャンクに取付けた本発明による付刃の
斜視図、第２図は既知の付刃の平面図。 第３図は第２図の付刃の断面図、第４図は第３図の４−
４線に沿う断面図、第５図は第３図の５−５線に沿う断
面図、第６＾、６ＢＴｙＪは他の既知の付刃の平面図、
第７図は他の既知の付刃の斜視図、第８Ａ、８Ｂ図は本
発明の第１の実施例による付刃の平面図側面図、第９Ａ
、９Ｂ図は第２第３の実施例による付刃の平面図、第１
０図は本発明の付刃と既知の付刃の比較試験のグラフで
ある。 １０１．付刃　３６８．チズル縁　４，６．、、側面５
．７，５２，５３．、、切刃　１０，１１，４６，４７
．、、フランク縁１０Ａ、１１Ａ、１７．１８，２１，
２２，４１，４２．、、フランク面１３、１４．５７．
５８．５９．６０．　、　、点　１５．１６．、、粒子
２６３．シャンク　２７０．溝 ４３．４４，７４．７５，８４，８５．、、チャンファ
−（外φ相 妻、Ｉ閏　　　　　　　　　　　尾２凹４し４　図　　
　　　、ゲ、６　閉　　　　　　　　　　　　　・早・
るＡ回尾７図　　　　　　本卯Ｚ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、石及び石材のドリル用の付刃であって第１第２の面
   の交叉によって画成する点と該点の両側の面とフランク
   面とを含んで面の前縁の交点の位置の２個の隅を画成し
   たものにおいて、 付刃の回転前縁の該面とフランク面との交点に沿う少な
   くとも一方をチャンファーして付刃の最前部付近に２重
   の交叉部を形成する付刃。 ２、前記チャンファー面を前記両側面に対して７．５〜
   ７０°とする請求項１記載の付刃。 ３、前記チャンファー面を前記両側面に対して４５°と
   する請求項２記載の付刃。 ４、前記２重交叉部によって形成する最前部の２個の点
   の点の中でチャンファーとフランク面の交点によって生
   ずる点は両面間の距離の１／５−３／４の間とする請求
   項１記載の付刃。 ５、前記チャンファーとフランク面の交点によって生ず
   る最前点は対向面に向かう前面から少なくとも０．０１
   ０ｉｎ（０．２５ｍｍ）とする請求項４記載の付刃。 ６、前記チャンファーはフランクの長さの一部のみに延
   長させる請求項１記載の付刃。 ７、前記チャンファーはドリルの回転軸線に対して傾斜
   した三角面となる請求項１記載の付刃。 ８、回転前縁の一方のみをチャンファーする請求項１記
   載の付刃。 ９、回転前縁の双方をチャンファーする請求項１記載の
   付刃。 １０、前記チャンファーを不等とする請求項９記載の付
   刃。 １１、前記チャンファーを等しくする請求項９記載の付
   刃。